74786

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Доклад

Физика

Среди равновесных процессов, происходящих с термодинамическими системами, выделяются изопроцессы, при которых один из основных параметров состояния сохраняется постоянным.

Русский

2015-01-05

69 KB

5 чел.

26.Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Среди равновесных процессов, происходящих с термодинамическими системами, выделяются изопроцессы, при которых один из основных параметров состояния сохраняется постоянным.

Изохорный процесс (V=const). Диаграмма этого процесса (изохора) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси ординат (рис. 81), где процесс 1—2 есть изохорное нагревание, а 13 — изохорное охлаждение. При изохорном процессе газ не совершает работы над внешними телами, т. е.

Как уже указывалось в § 53, из первого начала термодинамики (Q=dU+A) для изохорного процесса следует, что вся теплота, сообщаемая газу, идет на увеличение его внутренней энергии:

Согласно формуле (53.4),

Тогда для произвольной массы газа получим

(54.1)

Изобарный процесс (p=const). Диаграмма этого процесса (изобара) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси V. При изобарном процессе работа газа (см. (52.2)) при увеличения объема от V1 до V2 равна

(54.2)

и определяется площадью заштрихованного прямоугольника (рис. 82). Если использовать уравнение (42.5) Клапейрона — Менделеева для выбранных нами двух состояний, то

откуда

Тогда выражение (54.2) для работы изобарного расширения примет вид

(54.3)

Из этого выражения вытекает физический смысл молярной газовой постоянной R: если T2 —T1 =1 К, то для 1 моль газа R=A, т. е. R численно равна работе изобарного расширения 1 моль идеального газа при нагревании его на 1 К.

В изобарном процессе при сообщении газу массой т количества теплоты

его внутренняя энергия возрастает на величину (согласно формуле (53.4))

При этом газ совершит работу, определяемую выражением (54.3).

Изотермический процесс (T=const). Как уже указывалось § 41, изотермический процесс описывается законом Бойля—Мариотта:

Диаграмма этого процесса (изотерма) в координатах р, V представляет собой гиперболу (см. рис. 60), расположенную на диаграмме тем выше, чем выше температура, при которой происходит процесс.

Исходя из выражений (52.2) и (42.5) найдем работу изотермического расширения газа:

Так как при Т=const внутренняя энергия идеального газа не изменяется:

то из первого начала термодинамики (Q=dU+A) следует, что для изотермического процесса

т. е. все количество теплоты, сообщаемое газу, расходуется на совершение им работы против внешних сил:

(54.4)

Следовательно, для того чтобы при расширении газа температура не понижалась, к газу в течение изотермического процесса необходимо подводить количество теплоты, эквивалентное внешней работе расширения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10758. Системы синтеза речи с использованием нейронных сетей 403.5 KB
  Теоретическая часть Синтаксический анализатор Фундамент синтаксического анализа. Морфологический и предсинтаксический анализ Заключение Список литературы: Введение Первые говорящие машины пы...
10759. Распознавание автомобильных номеров с помощью нейронных сетей 171.5 KB
  Курсовая работа на тему: Распознавание автомобильных номеров с помощью нейронных сетей. Содержание Введение. 3 Постановка задачи 4 Глава 1. Существующие системы и методы распознавания 4 Глава 2. Шаблоннонейросетевой метод распознавания 8 Ито
10760. Определение АИС. Теория системного анализа 57.5 KB
  Определение АИС. Теория системного анализа Определение АИС организационная совокупность программнотехнических средств технологических процессов и функциональноопределенных групп работников обеспечивающих сбор представление и накопление информационных ресу...
10761. Метафизика и онтология 159.5 KB
  Метафизика и онтология В современной европейской философии проблема бытия попрежнему остается фундаментальной как и во всей предшествующей истории философии. Занимаясь ею философия как и прежде отстаивает свое отличие от науки религии искусства обнаруживая уни
10762. Онтология ПРОБЛЕМА БЫТИЯ В ИСТОРИИ ФИЛОСОФИИ 181 KB
  Онтология ПРОБЛЕМА БЫТИЯ В ИСТОРИИ ФИЛОСОФИИ. Онтология выделилась из учений о бытии природы натурфилософии как учение о самом бытии еще в древнегреческой философии. Хотя специального терминологического обозначения у него не было. Бытие это чистое существова...
10763. Философское осмысление бытия. Философское понимание материи 104.5 KB
  Блок 1. Философское осмысление бытия Н. Лобковиц От субстанции к рефлексии. Пути западноевропейской метафизики. Если мы исходя из философии природы поставим вопрос: Что же есть в собственном смысле слова или соответственно Что означает быть или Что так
10764. История философии Запад-Россия-Восток. Философия Николая Кузанского 134.5 KB
  История философии Запад-Россия-Восток Философия Николая Кузанского. Современник многих итальянских гуманистов Николай Кузанский 1401-1464 один из самых глубоких философов эпохи Возрождения. Он был родом из Южной Германии местечко Куза совсем незнатного происхождени...
10765. Проблема бытия в классической философии (от Античности до эпохи Нового Времени) 47.5 KB
  Проблема бытия в классической философии от Античности до эпохи Нового Времени Онтология выделилась из учений о бытии природы натурфилософии как учение о самом бытии еще в древнегреческой философии. Хотя специального терминологического обозначения у него не было....
10766. Онтология. Учение о развитии. Категории пространства и времени в философии Нового времени 145 KB
  Онтология. Учение о развитии. Категории пространства и времени в философии Нового времени. Устойчивый интерес к пространственновременной проблематике в философии и науке Нового времени объясняется тем что пространство движение а значит и время относились к